双点接触内啮合齿轮传动副接触特性分析

针对双点接触内啮合齿轮传动副齿面接触问题,提出双点接触内啮合齿轮传动副齿面成型方法;基于Hertz接触理论,建立共轭齿面瞬时接触椭圆数学模型,推导了齿面接触迹线求解方程;利用数值分析方法计算双点接触内啮合齿轮传动副齿面接触椭圆面积,探究了齿轮副基本参数以及齿廓参数对接触椭圆的影响规律;利用有限元分析方法,对比了单点接触齿轮与双点接触齿轮的接触椭圆面积和齿面接触应力。研究结果表明,合理选取齿廓接触夹角、名义压力角、法向模数和螺旋角参数,能够实现对齿面接触区域位置和大小的有效控制;在基本参数相同的情况下,双点接触比单点接触接触区域面积大,接触应力小。相关研究对于提高新型内啮合齿轮传动副的接触特性和力学性能具有重要的理论意义和参考价值。

失配点啮合齿面的安装误差敏感特性

研究了失配点接触齿面在安装误差作用下的啮合特性，导出了误差向量与名义计算点微分标形的关系以及安装误差对齿面接触特性的影响系数．证明了失配点啮合齿面的误差补偿特性．文中提出的误差分析理论可用来优化公差组合，在不提高加工精度的前提下大大改善齿轮副的啮合质量．

偏置面齿轮安装误差容差性与敏感性

为确定偏置面齿轮安装误差工艺参数,本文建立了含安装误差偏置面齿轮副的通用啮合坐标系和齿面接触分析算法。基于TCA获取的齿面接触印痕,提出了采用安装误差公差表征容差性、采用参考接触点位置和接触迹线方向角偏移量表征敏感性的分析方法。应用Matlab软件进行了程序化并仿真,分析表明:轴夹角误差最敏感,容差性最差,而偏置误差最不敏感,容差性最好,实际安装调整时要严格控制轴夹角误差;右齿面的容差性比左齿面好,且偏置距越大,右齿面容差性越好,左齿面容差性越差;安装误差使齿面参考接触点位置主要在齿宽方向移动,而在齿高方向变化不大,且左、右齿面的参考接触点位置偏移量变化规律相同,但左、右齿面的接触迹线方向角偏移方向相反。

球面圆弧锥齿轮接触点轨迹方程

为了提高农业机械等领域的中央传动系统中齿轮的承载能力,减小中央传动的总体尺寸,降低机构的离地间隙,研究了一类理想状态下的球面圆弧锥齿轮。该文根据圆弧锥齿轮的啮合原理、坐标转换以及球面三角几何的方法,确定了球面圆弧锥齿轮接触点轨迹方程和齿轮副圆弧齿廓齿面方程,进一步完善了球面圆弧锥齿轮的设计理论,并根据研究出的方程,进行了齿轮的三维造型,为正确的设计和加工大端面呈理想球面且螺旋齿形端面为圆弧齿廓的球面圆弧螺旋锥齿轮提供了理论基础,也为后续的球面圆弧锥齿轮的参数化设计和数字化加工提供了研究基础。

曲线齿锥齿轮点啮合齿面主动控制加工技术

与传统的摇台型锥齿轮机床相比,Free-form型锥齿轮机床具有能够更加有效地加工出性能更好的齿面的潜力。介绍了一种基于Free-form型机床切齿加工理论的点啮合齿面制造技术,提供了Free-form型机床3轴联动切齿加工基本方程及详细的计算公式。直接以工件齿轮的转角为运动参数,将机床其他各轴的运动表达为工件齿轮转角的函数,阐明了机床运动函数及其他机床切齿参数的确定方法。最后,给出了一个实例来说明所介绍的技术及方法。

球齿轮传动齿廓接触特性分析

对球齿轮齿廓进行了接触特性研究。在建立了球齿轮齿廓曲面方程和啮合模型基础上,利用计算机仿真的方法对其进行了齿面接触分析研究。针对球齿轮啮合传动时接触形式表现为轮齿凸面与马鞍面之间的点接触,对啮合齿面的接触椭圆进行了分析计算,确定了接触椭圆的方向和尺寸,得到了球齿轮机构在任一偏摆平面内啮合传动时接触椭圆的变化规律:在轮齿根部和顶部啮合时,接触椭圆较小,因而接触应力较大;而在轮齿中部啮合时,接触椭圆较大,所以接触应力较小。上述结论对进一步研究球齿轮的传动理论与实际应用具有重要的指导意义。

点接触摆线行星传动齿面构建方法

提出了点接触摆线行星传动的形成方法,并在摆线行星传动共轭啮合副的基础上给出形成点接触啮合的基本原理;提出了针齿啮合管齿面的构建新方法,推导出啮合管齿面方程、接触曲线方程,从而建立了以摆线针轮共轭啮合副的啮合曲线为脊线的啮合管共轭齿面。在设计实例中,构建了针齿的啮合管齿面,给出了针齿啮合管的位置参数和啮合管半径的选择方法,讨论了点接触摆线行星传动的特性。

点啮合齿面CNC制造技术的曲面包络逼近法

提出一种在Free-Form型五轴联动数控机床上加工具有预定齿面啮合特性的点啮合准双曲面齿轮齿面的新方法——曲面包络逼近法。与以往的齿面加工方法不同,在新的齿面展成方法中,齿面展成运动是在沿预定接触迹线的曲面活动标架下设计的。该方法展成的齿面在指定的接触迹线附近与目标齿面有二阶切触,而在齿面的其他区域,该方法展成的齿面能以最小偏差逼近预定的齿面,这表明新方法能展成具有预定啮合特性的齿面。实例说明了所提出方法的可行性和精确性。

点接触蜗杆传动的齿面接触分析方法

蜗杆传动副接触区的予控是提高蜗杆传动副传动质量的重要手段。本文提出用已知齿面接触点邻域内的曲面三阶表示来求解新的接触点,进而分析接触区二阶参数的方法,可对点接触蜗杆传动副的接触情况进行精确分析,从而实现对蜗杆传动副接触区的予控。本文的方法还可用来分析优化齿面的曲率修正参数,以及误差作用下的齿面接触情况。

点啮合齿面安装误差敏感性的定量评价方法

针对以往同类研究中点啮合齿面安装误差的敏感性没有综合定量评价方法的不足,提出了一种定量评价齿面啮合特性对齿轮安装位置误差的敏感性的方法,其步骤为:利用矢量的齐次坐标矩阵和齐次坐标方阵表达啮合问题中啮合点在不同坐标系之间的变换关系;通过求解啮合方程对安装位置参数的全微分,推导关于齿面啮合点的位置误差与齿轮安装位置误差的线性方程组;由该线性方程组系数矩阵的条件数来定量评价齿面啮合点的位置误差对齿轮安装位置误差的敏感性。最后,通过实例说明所提出的方法在齿面设计中的应用。

展成法大轮准双曲面齿轮点啮合齿面主动设计

为准双曲面齿轮传动点啮合齿面主动设计建立通用的技术平台对于方便点啮合齿面主动设计的实际应用和更加深入的锥齿轮技术研究都是一项重要的基础工作。基于三轴联动锥齿轮机床建立准双曲面齿轮展成法大轮齿面的通用数学模型。根据点啮合齿面主动设计的原理和方法,在大轮轴截面内描述空间齿面啮合的接触点迹线,推导得到了展成法大轮点啮合齿面主动设计所需要的具体计算公式。这些公式可用于不同展成型式的展成法大轮点啮合齿面主动设计。最后,给出了一个展成法大轮准双曲面齿轮传动点啮合齿面主动设计的算例。

弧齿锥齿轮数控加工和齿面接触点求解算法研究

在保证弧齿锥齿轮加工过程中刀盘相对于工件的运动关系不变的基础上,通过矩阵变换实现铣齿加工的数控展成.由于在数控加工每个插补周期中难以实现这种涉及大量运算的运动转换,因此将数控坐标轴的展成运动表示为以工件齿轮转角为参数的五次参数样条函数,保证了插补的实时性和精确性.文中将传统用于确定接触点位置时求解非线性方程组的问题,转化为带有3个设计变量的约束优化问题,简化了法线重合的条件,建立配对齿轮位置矢量相等的目标函数.最后给出实例对算法进行了说明和验证.

考虑安装误差的弧齿锥齿轮接触分析初始点计算方法

为开展弧齿锥齿轮齿面接触分析,需确定一个初始点作为接触迹线、传动误差等参数的计算起始点。通过建立轮齿展成坐标系及齿面方程,对大小齿轮齿面作离散化处理,基于齿面两点间距离最小原则,针对含安装误差的弧齿锥齿轮初始点确定的问题,提出一种新的计算接触分析初始点的方法。研究结果表明,对于不同的安装误差,该方法均能快速确定初始点的位置,并得到相应的接触迹线及传动误差曲线。

一种齿面接触点柔度矩阵的计算方法

本文以齿面网格柔度矩阵为基础,提出一种计算接触椭圆长轴上离散点柔度矩阵的混合插值法。首先按照虚功原理,将某接触点处的法向单位载荷等效到包围它的四边形网格单元的角点上,得到该单元角点的等效载荷系数。然后依据已有的齿面网格柔度矩阵,将包围所有接触点的相关网格结点的等效位移相加,得到接触点柔度矩阵中的对应行向量。采用上述方法顺次在各接触点上施加法向单位载荷,即可形成接触点柔度矩阵。在求解齿面柔度矩阵时,发现齿面网格结点位移畸变。在位移插值时,发现当网格单元内超过两个接触点时,有可能导致接触点柔度矩阵主对角线不占优。研究表明,为了确保获得符合物理意义的接触点柔度矩阵,每个齿面网格内只能含有一个接触点。

齿轮副安装位置误差对接触点特性综合影响的定量评价

由齿轮啮合方程对安装位置参数的全微分,推导齿面接触点位置误差对齿轮副安装误差的线性方程组,将接触点位置误差对齿轮副安装误差敏感性问题,归结为线性方程组的奇异性问题,首次提出用该线性方程组系数矩阵的条件数,作为评价齿轮副安装误差对接触点位置误差综合影响的定量指标。

弹性点接触失配啮合性能和齿面接触迹预控

本文根据空间啮合原理、利用弹性力学理论、计及齿面接触变形，首次把Ｂａｘｔｅｒ方法推广应用到点啮合的领域，并着重论述了弹性点接触的失配啮合性能和齿面接触迹预控，为收缩齿制曲线齿锥齿轮副预控齿面啮合质量提供了新的途径和方法．

螺旋锥齿轮点接触齿面生成法

提出一种能直接生成点接触、满足啮合配对要求的齿面方法，该方法利用齿面接触分析设计齿面，为齿轮ＮＣ加工运动计算提供新的途径。

分阶式四点接触齿轮的滚刀齿面设计

为获得具有良好接触特性的啮合齿面,在共轭曲线原理的基础上提出分阶式多点接触齿轮.以分阶式四点接触齿轮为例,设计齿轮的基本齿形并进行滚刀的齿面设计.基本齿形分为工作齿廓和非工作齿廓.工作齿廓分为凸段和凹段,凸段采用圆弧曲线展成上啮合齿面,凹段采用抛物线曲线展成下啮合齿面;非工作齿廓均采用圆弧分别展成过渡齿面和齿根齿面.建立滚刀的数学模型和精确实体模型,根据齿轮啮合理论推导滚刀的工作齿面、过渡齿面和齿根齿面方程,通过编程求解滚刀齿面方程,并建立滚刀的三维实体模型.加工获得了滚刀实体,并进行了分阶式四点接触齿轮副滚切试制.完成齿轮样机的装配,进行了接触印痕检验,结果显示满足设计要求.研究成果是对共轭曲线原理的扩展,研究方法适用于其他分阶式多点接触齿轮.

接触变形与点啮合共轭齿廓传动性能预控

本文采用ＢＡＸＴＥＲ方法首次根据空间啮合原理和弹性力学理论考虑齿廓点接触区变形，它着重说明收缩齿制螺旋锥齿轮副弹性失配点啮合的性能和齿接触迹的予控。

基于预定啮合特性的点啮合齿面设计方法

针对格里森螺旋锥齿轮齿面设计方法无法在整个齿面接触传动过程中有效控制齿面啮合特性的不足,论述一种按预定的啮合特性设计点啮合齿面的理论和方法:啮合齿面的接触迹线上每一点的几何结构按预定的齿面啮合特性要求设计,而与特定的机床结构参数无关.啮合点的二阶接触参数通过弹性齿轮副的载荷-变形效应条件,而不是接触区的位置、大小和形状来设计.实例计算和分析表明本文的点啮合齿面设计方法是格里森齿面设计方法在数控技术条件下的发展和完善.